活性炭纤维阴极增强电化学—高锰酸盐体系（E-ACF-PM）降解水中双氯芬酸的研究

发布时间：2021-06-08 05:00

　　近年来,水资源短缺和水体污染问题严峻,亟待解决。以双氯芬酸为代表的有机药物被频繁检出,但双氯芬酸本身具有毒性,可引发人体器官病变、血液疾病、鱼类组织损伤等。水处理领域常用的双氯芬酸处理法存在矿化率低,解毒效果差等缺点。高锰酸盐因具有氧化能力强、易存储及环境友好等优点,常用作水处理剂,强化高锰酸盐技术可提高其氧化能力,但存在局限性。首次的提出E-ACF-PM体系降解双氯芬酸,并从降解效率、影响因素、反应机理三个方面进行分析。创新性的提出用活性炭纤维阴极强化高锰酸盐产生Mn（III）,氧化有机物的方法,并分析该过程中Mn的价态变化和氧化规律。首先,对比PM、E-PM及E-ACF-PM体系对双氯芬酸的降解率,研究E-ACF-PM体系的降解效果。进一步分析PM、ACF、E（ACF）、ACF-PM及E-ACF-PM体系对双氯芬酸的降解率和矿化率,结果表明,E-ACF-PM体系对双氯芬酸的降解率和矿化度均最优,实现了双氯芬酸的完全降解,矿化率高达82%以上。对不同方法降解双氯芬酸结果进行动力学拟合,遵循拟一级反应动力模型,E-ACF-PM体系效果最佳。研究PM、ACF-PM及E-ACF-PM体系降... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

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实验装置

通过 SEM、BET 比表面积、FTIR、EDS 及 XPS 表征手段，研究活性炭纤维表面形态以及元素变化，分析反应机理。5.2.1 ACF 表面形态（SEM）分析为探索活性炭纤维在不同反应体系中的作用，及实验过程中活性炭纤维的变化，对 ACF-PM 及 E-ACF-PM 体系反应前后的活性炭纤维进行扫描电镜（SEM）分析。如图 5.3（a），可以看出原始活性炭纤维表面整齐、光滑；图 5.3（b）为经ACF-PM 体系去除双氯芬酸后的活性炭纤维，表面有大量白色附着物，同时表面破坏较多，产生少量丝状碳；而如图 5.3（c），E-ACF-PM 体系反应后的活性炭纤维表面较整洁、光滑，有少许变化。产生以上结果的主要原因可能是：1）ACF-PM体系中活性炭纤维吸附高锰酸盐至其表面甚至毗邻的内部区域，高锰酸盐是强氧化剂可与活性炭纤维表面的相关官能团发生反应，从而破坏了活性炭纤维表面结构，活性炭纤维表面的附着物主要是盐或锰氧化物；2）E-ACF-PM 体系中高锰酸盐被活化为中间价态锰，中间价态锰迅速氧化有机物，变成可溶性低价态（如 Mn2+进入水体中，因此表面形态依然整齐、光滑。（a） （b） （c）

重庆大学硕士学位论文维会大量吸附高锰酸钾，高锰酸钾的氧化导致其表面被破坏。E-ACF-PM 体系检测到 Mn，这可能是高锰酸钾在阴极电场下转化为活性低价态锰，能够快速目标污染物，生成低价态锰（如 Mn（II））进入溶液。活性炭纤维表面的 Cl 可能是活性炭纤维对目标污染物双氯芬酸和硫酸钠电解质的吸附结果。（a） （b）

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3217750